MENDELISM - GENETIKA

Mendel adalah Orang pertama yang menemukan tentang pola pewarisan sifat

• Mendel adallah seorang Biarawan dari Austria yang mempelajari tentang proses pewarisan sifat pada tanaman kacang, ercis dan mengembangkan hukum tentang pewarisan sifat. Namun hasil kerjanya tidak diakui dunia sampai abad ke 20.
• Antara tahun 1856 – 1863 Mendel telah melakukan pengujian dan pembudidayaan lebih dari 28.000 tanaman kacang. 

• Ia menemukan bahwa suatu tanaman mewariskan sifat-sifat keturunan yang berasal dari induknya. 
• Dan tanaman kacang ercis ini sebagai pilihan risetnya karena begitu banyak variasi yang muncul dari jenisnya (lihat tabel diatas)
• Dari hasil penelitiannya tentang genetika tanaman kacang ercis ini yang begitu sistematis dan akurat ini  , Ia mendapat julukan sebagai ‘Bapak Genetika”.

Subtansi pembawa sifat

• Mendel mengatakan bahwa ciri fisik diwariskan sebagai “partikel”
•  Mendel tidak tahu bahwa sebenarnya ‘partikel” itu adalah kromosom & DNA

Istilah dalam Genetika

• Sifat – Setiap karakter yang dapat diwariskan dari induk ke keturunannya
• Hereditas – proses pewarisan sifat dari induk ke keturunannya
• Genetika – Ilmu tentang pewarisan sifat

Bentuk-bentuk persilangan

• Persilangan Monohibrid – persilangan dengan satu sifat beda Contoh: warna bunga
• Persilangan dihibrid – Persilangan dengan dua sifat beda Contoh warna bunga dan tinggi tanaman
• Dst

Diagram Punnet
Diagram punnet digunakan untuk Membantu memecahkan masalah-masalah genetika

Perancang ‘Gene’

• Allela – dua bentuk gen (dominan dan resesif)
• Dominan – Gen yang memiliki ekspresi lebih kuat jika berpasangan dengan gen lain; ditulis dengan huruf besar (R)
• Resesif – Gen yang muncul lebih jarang dalam proses persilangan; ditulis dengan huruf kecil (r)

Genotip dan Fenotip pada bunga

• Genotip suatu alel: R = bunga merah --> r = bunga putih
• Semua gen terbentuk secara berpasangan. Jadi, 2 alel mempengaruhi satu sifat
• Kombinasi yang mungkin adalah : Genotip RR --- Rr --- rr
• Fenotip Merah ---- Merah ---- putih

Genotip

• Genotip Homozygot – Kombinasi gen terdiri dari 2 gen dominan atau 2 gen resesif (RR atau rr); Disebut juga Galur murni
• Genotip heterozygot – Kombinasi yang terdiri dari satu gen dominan dan alelnya gen resesif (Rr); Disebut juga hibrid

Gen dan lingkungan penentu sifat/karakter ( Setelah penemuan DNA)

Eksperimen Mendel pada kacang kapri

Reproduksi pada tanaman berbunga

• Kepala sari mengandung sperma
• Ovarium mengandung telur terdapat di bagian dalam bunga

sperma bergerak menuju sel telur dan terjadi fusi disebut fertilisasi
~ Fertilisasi sendiri - terjadi dalam satu bunga
~ Fertilisasi silang - Terjadi antar bunga yang berbeda.

Bagaimana memulai Genetika mendell

Mendel mendapatkan galur murni dengan cara membiarkan tanaman melakukan penyerbukan sendiri untuk beberapa generasi

Sifat beda yang terdapat pada tanaman kapri ( Pisum sativum)

1. Bentuk biji --- Bulat (R) or Keriput (r)
2. Warna biji ---- Kuning (Y) or Hijau (y)
3. Bentuk polong--- licin (S) berkerut (s)
4. Warna polong--- Hijau (G) kuning (g)
5. Warna kulit biji---Abu-abu (G) putih (g)
6. Letak bunga--diketiak (A) di ujung (a)
7. Tinggi tanaman--- Tinggi (T) pendek (t)
8. Warna bunga--- ungu (P) putih (p)

Apakah ratio hasil pengamatan sesuai dengan ratio dari teori?

• Secara teori rasio yang terbentuk adalah 3 : 1 = biji bulat : biji keriput
• Ratio hasil pengamatan Mendel adalah 2.96:1
• Ketidaksesuaian data di atas disebabkan kesalahan dalam statistik
• Semakin besar sampel, akan semakin mendekati rasio secara teori

“jenjang” generasi

• Generasi Parental P1 = merupakan generasi induk dalam proses persilangan
• Generasi F1 = merupakan generasi keturunan dalam proses penyilangan. (Filial ke 1) Berasal dari persilangan individu-individu Pi
• Generasi F2 = merupakan keturunan ke dua dalam proses persilangan (filial ke 1) berasal dari hasil persilangan individu-individu F1

Generasi Berikutnya

~ Persilangan dua galur murni ---- TT x tt
~ Hasil persilangan semua ----- Tt
~ persilangan 2 hibrid didapatkan
3 tinggi & 1 pendek ----TT, ----- Tt, ----- tt

Persilangan monohibrid
~ Persilangan monohibrid Pada Induk P1

Ulasan persilangan monohibrid pada induk P1 Ke F2

• Homozigot dominan x homozigot resesif
• Keturunan semua Heterozigot (hibrid)
• Keturunannya disebut generasi F1
• Rasio fenotip dan genotip SEMUA SAMA

Persilangan Monohibrid pada induk F1
Sifat: bentuk biji
Alela: R – bulat r – keriput
Persilangan : Biji Bulat x Biji keriput
Rr x Rr

Genotip: RR, Rr, rr
Fenotip: Bulat & Kriput
G.Ratio Genotif: 1:2:1 (1 RR : 2 Rr  : 1 rr) 
P.Ratio: Phenotif 3:1 ( 3 Bulat : 1 Keriput)

Ulasan persilangan monohibrid pada induk F1

• Heterozygot x heterozygot
• keturunan: 25% Homozygot dominan RR 50% Heterozygot Rr 25% Homozygot Resesif rr
• Keturunannya disebut Generasi F2
• Rasio Genotip 1:2:1
• Rasio Fenotip 3: 1

1. Intermedier / Semi Dominan = Kedua sifat sama kuat

Yaitu penyilangan dengan satu sifat beda, dimana alela dominan tidak mampu menutupi ekspresi alela resesif secara sempurna.

Contoh :

P Merah x Putih

MM mm

F1 Mm à merah muda

F2 Mm x Mm

MM Mm Mm mm

merah merah muda putih

intermedier

2. Back Cross dan Test Cross

Back cross dan test cross dilakukan untuk menguji atau mengetahui genotif dominan, homozigot dominan atau heterozigot. Misalnya untuk fenotip ercis biji bulat, memp. 2 kemungkinan genotif yaitu BB dan Bb. Lain halnya dengan fenotif biji kisut, sudah pasti genotipnya bb.

Back Cross adalah :

Penyilangan suatu individu dg salah satu induk yg bergenotip homozigot, baik resesif maupun dominan.

Contoh :

P Panjang x Pendek

PP pp

F1 Pp (panjang)

Back cross :

a. Pp x PP

PP Pp è semua panjang (100%)

b. Pp x pp

Pp pp è 50% = panjang dan 50% = pendek

Test Cross adalah

Menyilangkan individu yg tidak diketahui genotipnya dengan individu yang resesif homozigot.

Contoh : misalkan kita ingin mengetahui genotip marmut jantan hitam melalui testcross. Maka kita tuliskan genotip individu tersebut : H. (huruf H dan tanda titik). Tanda “.” Adalah gen yang belum diketahui H atau h

P H. x hh

Hitam putih

F1 ada 2 kemungkinan :

· Hitam semua, atau

· Hitam dan putih, dengan ratio 1 : 1

Bila F1 hitam semua, berarti genotip F1 adalah heterozigot. Hal ini pula bahwa tanda “.” Adalah gen dominan (H), maka tanda H. adalah HH (homozigot dominan). Bila F1 nya hitam dan putih dengan ratio 1 : 1, maka genotip marmut jantan hitam yang dicari adalah heterozigot (Hh).

Pada Test Cross dan Back Cross Mendel menyilangkan induk galur murni dengan & hibrid dihasilkan generasi F2Peristiwa ini dikenal sebagai F2

Ada dua kemungkinan proses :
1. Homozygot dominan x Hibrid F1 nya (dikenal dengan istilah back cross)
2. Homozygot resesif x Hibrid F1 mya (dikenal dengan istilah test cross)

Persilangan Monohybrid pada induk F2
Sifat: Bentuk biji
Alela: R – bulat r – keriput
Persilangan: Biji bulat x Biji bulat (Back Cross)
RR x Rr

Genotip: RR, Rr
Fenotip: Bulat
Rasio genotip: 1:1
Rasio Fenotip: Semua sama (Bulat)

Persilangan monohibrid pada induk F2
Sifat: bentuk biji
Allela: R – Bulat r – Keriput
Persilangan: Biji keriput x Biji bulat ( Test Cross )
rr x Rr

Genotip: Rr, rr
Fenotip: Bulat & Keriput
Rasio genotip: 1:1
Rasio fenotip: 1:1
Jadi Sekali lagi Test Cross untuk mengetahui apakah F1 nya galur murni atau bukan. Jika keturunannya Galur murni maka keturunanya terlihat tidak ada yang sama dengan induk resesif yang di test Cross OK

Ulasan persilangan Monohibrid pada induk F2

• Homozygot x heterozygot (hybrid)
• Keturunan: 50% Homozygot RR atau rr 50% Heterozygot Rr
• Rasio Fenotip adalah 1:1
• Disebut Test Cross karena keturunannya memiliki genotip yang SAMA dengan genotip induk

Hukum Mendel

Hasil dari persilangan Monohibrid

• Sifat menurun atau gen bertanggung jawab untuk semua sifat yang dapat diwariskan
• Fenotip ditentukan berdasarkan genotipnya
• Masing-masing sifat tersusun atas dua gen, satu berasal dari ibu dan yang lainnya dari ayah.
• Persilangan antara individu-individu homozigot, semua keturunannya sama

1. Aturan Dominansi

• Persilangan dua induk galur murni dengan sifat yang kontras, dihasilkan hanya satu bentuk sifat yang akan muncul.
• Semua keturunan yang terbentuk adalah heterozigot yang mengekspresikan sifat gen dominan.
• RR x rr semua hasilnya Rr (biji bulat)

Hukum Segregasi (Hukum I mendel)

1. Selama proses pembentukkan gamet (ovum dan sperma), dua buah alel yang bertanggung ..jawab terhadap suatu sifat, terpisah sehingga masing-masing gamet hanya mengandung satu ..alel yang mengendalikan suatu sifat.
2. Alel-alel dalam gamet kemudian “berekombinasi" melalui fertilisasi, dihasilkan komposisi alela baru yang merupakan genotip dari keturunan.

Penerapan hukum segregasi

Hukum Asortasi (Hukum II Mendell)

• Alel-alel dengan sifat berbeda tersebar secara acak satu dengan yang lain, yang terjadi pada ...proses pembentukkan gamet.
• Hukum ini dapat dapat dibuktikan dengan menggunakan dpersilangan dihibrid atau lebih.
• Persilangan dihibrid adalah persilangan yang digunakan untuk mengetahui pola pewarisan dari ...dua sifat beda
• Disebut hukum assortasi atau ‘pengelompokkan gen-gen secara bebas nya’ mendel

ASSORTASI

1. Masing-masing pasangan alel berkelompok secara bebas selama proses pembentukkan gamet
2. Rumus: 2n (n = sifat heterozigot)

Berdasarkan hukum ke II mendel, cobalah tentukan berapa banyak gamet yang akan terbentuk dari genotip dibawah ini!

1. RrYy xRrYy
2. AaBbCCDd
3. MmNnOoPPQQRrssTtQq

penyelesaian:
1. RrYy: 2n = 2 pangkat 2 = 4 gamet
RY Ry rY ry

2. AaBbCCDd: 2n = 2 pangkat 3 = 8 gamet
ABCD ABCd AbCD AbCd
aBCD aBCd abCD abCD

3. MmNnOoPPQQRrssTtQq: 2n = 2 pangkat 6 = 64 gamet

Persilangan dihibrid
Sifat: bentuk biji & warna biji
Alela: R bulat r keriput Y kuning y hijau

bulat/kuning: 9 -- bulat/hijau : 3 --keriput/kuning : 3 -- keriput/hijau : 1 
Jadi Ratio Fenotifnya 9:3:3:1 ( lihat diagramnya OK

ANALISA MENDEL 

SEJARAH GENETIKA

SEJARAH PERKEMBANGAN GENETIKA

ZAMAN Pra Mendel (sebelum abad XIX)

• Bangsa Babylonia (6000 tahun kaku), telah menyusun silsilah kuda untuk memperbaiki keturunannya. 
• Sedangkan bangsa Cina beberapa abad sebelum masehi , melakukan seleksi terhadap benih-benih padi untuk mencapai sifagt unggul tanaman padi. 
• Di Amerika dan Eropa ribuan tahun lalu telah melakukan seleksi terhadap gandum dan jagung yang asalnya adalah rumput liar.

Zaman Mendel (1822-1884)

• Ditandai waktu mendel melakukan percobaan persilangan pada tanaman ercis (Pisum sativum). 
• Mendel ternyata berhasil mengamati karakter yang diturunkan dari generasi ke generasi. 
• Mendel juga berhasil membuat perhitungan matematika tentang sifat genetik karakter yang ditampilkan, faktor genetik ini kemudian disebut determinan.

Zaman Post mendel (setelah tahun 1900)

Zaman ini ditandai dengan ditemukannya karya Mendel oleh:

1. Hugo De Vries (Belanda)
2. Carts Correns (Jerman)
3. Erich Von Tshcemak (Austria)

Setelah itu banyak ahli yang melakukan penelitian, diantaranya:

1. Bateson dan Punnet (1861-1926) Ditahun 1907 melakukan percobaan pada ayam untuk membuktikan apakah percobaan Mendel berlaku pada hewan. Mereka menemukan adanya sifat-sifat yang menyimpang dari matematika Mendel. Selain itu juga menemukan juga adanya interaksi antara gen dalam menumbuhkan suatu variasi.
2. Van Benden dan Boveri Mengatakan bahwa kromosom dalam nukleus merupakan pembawa bahan genetik.
3. Flemming dan Roux Mengamati proses pembelahan sel somatik yang kemudian diberi nama Mitosis dan Meiosis.
4. Weissmann : Mengatakan bahwa kromososm membagi dua pada waktu pembelahan sel ketika dalam pmbentukan gamet (Meiosis).
5. Sutton : Mengumumkan bahwa adanya kesejajaran antara tingkah laku kromosom ketika sel sedang membelah dengan segregasi bahan genetik penemuan Mendel.
6. Morgan : Mengatakan bahwa gen merupakan unit terkecil bahan genetik, (istilah gen diperkenalkan oleh Johansen) dan gen terdapat banyak dalam satu kromosom, dengan kata lain gen-gen merangkai kromosom. Bahan genetik tidak baka, dapat mengalami perubahan, perubahan genetik yang bukan karena pengaruh hibrid disebut mutasi.
7. Garrod (1909) : Menemukan banyak penyakit bawaan disebabkan keabnormalan kegiatan enzim, sedangkan enzim itu diproduksi oleh gen.
8. Ingram (1956): Mengatakan adanya perbedaan hemoglobin normal dan abnormal yang disebabkan adanya perbedaan urutan-urutan asam-asam amino dalam molekul globinnya. Perbedaan itu terjadi karena adanya mutasi.
9. Muller (1927) dan Auerbach (1962) : Dalam penelitiannya melihat bahwa mutasi dapat terjadi dengan cara buatan (induksi).
10. Watson dan Crick (1953)-Wilkins (1961) : Mengatakan susunan molekul gen adalah ADN
11. Nirenberg (1961) : Menyusun kode genetik yang menentukan urutan-urutan asam amino dalam sintesa protein dan mengetahui gen bekerja memunculkan suatu karakter lewat sintesa protein dalam tubuh.